北京市軌道交通封閉施工棚調研及總結

馬玉龍 張興宇 楊林 朱建甫

中國建筑西南設計研究院有限公司 四川 成都 610041

1 北京市封閉施工棚發展歷程

1）暗挖豎井全封閉

為落實《北京市清潔空氣行動計劃》，2012年底，北京市住房和城鄉建設委員會下發了“關于委托開展軌道交通工地全封閉施工試點工作通知”（京建發〔2012〕558號）；2013年，北京市軌道建設管理有限公司分別在14號線、昌平線二期選擇3個暗挖豎井進行試點工作；

為落實《北京市清潔空氣行動計劃（2013-2017年）》，2013年年底，北京市住房和城鄉建設委員會再次下發了“關于委托開展2014年軌道交通工地全封閉施工試點工作的通知” （京建發〔2013〕583號）；2014年，北京市軌道建設管理有限公司分別在6號線、14號線、昌平線二期選擇10個標段進行試點工作；

2016年2月份，北京市住房和城鄉建設委員印發關于印發《2016年建筑施工安全生產和綠色施工管理工作要點》的通知，明確要求“2016年新開工軌道交通建設工程暗挖豎井100%實施全封閉施工”，北京市軌道公司嚴格落實要求，在所有所轄線路的所有標段全面落實暗挖豎井全封閉管理。

圖1 8號線三期01標豎井封閉施工棚外景

圖2 8號線三期03標豎井封閉施工棚外景

2）明挖基坑全封閉

2017年3月份，北京市重大辦、市住建委聯合相關委辦局《關于印發“北京市城市軌道交通建設工程推進綠色安全建造指導意見” 》的通知（京建發[2017]85號），為滿足《北京市城市軌道交通建設工程推進綠色安全建造指導意見》的要求，明挖基坑需封閉，棚內需實施立體化防塵，減少土石方開挖，鋼筋焊接等不同階段的揚塵噪聲污染。按照政府文件要求，北京市軌道公司在所轄線路所有標段中選擇三個標段作為試點：19號線03標積水潭站、17號線09標香河園站、12號線14標三元橋站；

2018年2月份，北京市建委、市財政局、市發改委、市環保局、市重大辦決定于“十三五”期間，在我市軌道交通工程明挖基坑推行應用防塵隔離棚，下發了京建發[2018]57號“關于推進軌道交通明挖基坑防塵隔離棚實施工作的通知”，要求2018年5月1日在北京地鐵全面推廣。

圖3 17號線香河園站封閉施工棚外景

圖4 12號線三元橋站封閉施工棚內景

2 具體案例

北京地鐵19號線積水潭站主體結構采用明挖法施工，設置固定式全封閉防塵隔離棚，使用周期為3年，確保車站明挖施工及區間盾構施工期間的全封閉。根據《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規范》GB51022-2015[1]，全封閉施工棚采用輕型門式鋼架結構，棚高17m，長165m，寬38m。棚內設2臺（45t，16t各一臺）龍門吊。施工棚頂部采用單層彩鋼板，每間隔三米設置一道采光板，保證基坑采光，同時中部起拱1m，保證排水。

圖6 19號線積水潭站封閉施工棚內景

主要技術參數如下：

鋼結構設計：根據《鋼結構設計標準》GB50017-2017[2]，鋼構件之間均采用高強螺栓連接，剛架結構之間通過采用支撐及檁條連接，并固定面板，采用獨立基礎。

出入口設置：為保證防塵隔離棚內道路暢通，共設置A、B、C、D大門四處，大門尺寸分別為A口4×4m；B口7×7m；C口12×7m；D口8×7m；其中C口能夠滿足盾構管片運輸車出入；D口為應急專用。

內部配套設備：項目共設置四大系統，一項新技術，分別為除塵系統（焊接煙塵凈化器）、降塵系統（自動噴淋系統、可移動式降塵霧炮機）、揚塵監測系統（空氣監測儀器）、沖洗系統（電動循環高壓）、四新應用（泵送濕噴工藝），滿足防塵隔離驗收前置條件。

現場配置2臺焊接煙塵凈化器，以保證及時處理焊接煙塵。對其周圍空氣進行凈化除塵，保證罩棚內空氣達標，且不會擴散至外界空氣中。

隔離棚內出入口位置配置循環水利用洗車池，可保證在基坑開挖期間進出場車輛的清潔，不會將施工現場的塵土帶出施工現場，確保周圍環境及道路的清潔，防止揚塵，且洗車用水可循環利用。

沿罩棚頂部鋼梁間隔設置自動噴淋系統降塵系統，每隔2m設置一組，每組18個噴頭，保證罩棚內揚塵較大時，能夠達到自動開啟，達到降塵效果。同時將在罩棚內配置2臺可移動式降塵霧炮機，其噴霧距離可達到60m，具有降塵效率高的特點，對噴射混凝土施工、出入口等重點部位進行噴霧降塵。

現場內部運輸車輛均采用電動車，避免柴油機械尾氣排放污染空氣質量；同時噴射混凝土采用濕噴法噴射混凝土，可減少現場制拌產生的揚塵。

環境空氣進行檢測：項目委托專業檢測機構對防塵隔離棚的環境空氣進行檢測，并對揚塵減排效果進行評估，經檢測，揚塵削減率達到91.8%＞80%，達到揚塵削減要求。

降噪情況：防塵隔離棚采用全封閉，且封閉面板采用復合裝飾板，具有良好的隔音降噪的效果。防塵隔離棚內部及室外均設置噪聲監測系統，通過檢測棚內噪聲值平均56dB，棚外噪聲值為47dB，經檢測，防塵隔離棚內噪音在向外傳遞過程中遭到較大程度削弱，符合《聲環境質量標準》GB3096-2008[3]，滿足晝夜施工要求。

采光設計：罩棚側面2層開窗（尺寸1500×3000mm，間隔3m布置）、頂部布置采光板（6m間隔）進行采光，頂部桁架安裝LED照明燈，滿足設計要求，保證夜間施工照明。

電氣照明設計：防塵隔離棚內照明采用LED節能燈，共設置3排，共39個；中部節能燈位于罩棚頂下4m，兩側節能燈離地面高7m處，以保證現場照明，自車站北端配電箱引入，電氣線路通過橋架固定于鋼結構。

消防設計：沿防塵隔離棚內部四周布置消防管道及消火栓，共17處。

排水設計：在罩棚頂部設置女兒墻及天溝，利用落水管將水引至地面排水溝。

費用：工程費用約2800萬元（不含基礎費用、拆除費用）。

3 達到的效果

全封閉施工棚實施簡單，設計合理，受力明確，其使用有效地改善了作業環境，能夠提升揚塵控制綠色施工水平，改善傳統明挖施工作業的管理水平，在實際應用過程中取得了良好的效益。且能有效避免雨、雪、風、霧霾及周邊活動造成的各類工程臨時性停工，可節約工期、成本。同時，全封閉施工棚作為北京市首批推行綠色環保施工措施，為北京市全面推廣暗挖豎井及明挖基坑封閉施工作業奠定了良好的基礎，對地鐵行業的發展起到了良好的推動作用。

4 存在的問題

采用全封閉施工棚作為臨時措施，存在在工程造價較高，不能重復利用，未明確設計標準等問題，影響其推廣使用。全封閉施工棚墻面板采用巖棉板或膜結構，巖棉板極易易變形，無法重復利用，膜結構理論上可以重復使用約3次，但由于不同的工點結構幾何尺寸不一樣，膜結構可由大規格尺寸改小的規格尺寸進行重復利用，由小改大，需返回原廠進行焊機加工，費用與新購買相當，經濟上不合理。同理，工點結構幾何尺寸不一樣，鋼構件可重復使用率比較低。

5 改進建議

設置全封閉施工棚的目的是在工程建設中，在保證安全、質量等基本要求的前提下，最大限度地減少施工活動對環境的負面影響。因此，全封閉施工棚本身必須是綠色環保的，既要能快速建好, 又可以方便地拆除, 還能對建筑材料加以回收重復利用到其他工程中去, 體現建筑的生態環保價值，節約工程投資。因此，根據軌道交通建設的特點，建議后續的全封閉施工棚在以下方面進行深入研究：

1）裝配式、可重復利用

（1）標準化和工業化設計

在設計和分析的過程中，結合施工場地要求及制作運輸吊裝的要求，充分發揮材料的性能優勢，使建筑模數、使用功能和構件參數達到標準效果；標準構件和組件在各工程中具有高度重復利用的概率；進而減少廢棄模板和一次性建材以達到綠色環保效果。

（2）標準與普適原則

工程在進行裝配式鋼結構建筑的深化設計時，要秉持標準與普適為基本原則。實現同一工程各構件標準化并且可普遍適用于不同工程，從而極大地提高工業化生產的效率，減少重新開模作業的工序，更好地實現綠色建筑的效果。

（3）連接方式選擇與設計

連接方式的選擇是鋼結構施工與拆卸能達到快速的重要方面，在滿足荷載要求的前提下，節點形式的設計應符合快速拆裝施工的要求。

（4）構件管理

構件運到施工現場后，對構件進行永久性標記，拆除和再安裝時，對材料根據類別、跨度進行分類存放，順序標識，方便查找，并將構件置于良好環境中儲藏，避免生銹。這是確保構件可再利用的重要一環。

2）地鐵工地周邊居民住宅較為密集，地鐵車站多數采用明挖施工，且有不少距離居民住宅非常近，聲環境要求比較高，在墻面材料的選擇時，應選擇吸聲系數較高、經久耐用、不易變形和破損的材料。

3）施工管理

（1）統籌規劃、統籌調配，做到時間銜接合理，減少中間存儲時間。

（2）建議由一家專業化的公司統一進行施工、運營維護管理，以便解決由于工地及施工單位變化，在周轉使用過程中的管理混亂、運營維護使用不當等問題。

（3）編制施工技術導則，指導施工棚的設計、施工、驗收，并將降噪、除塵作為重點驗收指標內容。

（4）現場施工做到施工工廠化、工序作業機械化、過程管理信息化、綠色施工常態化。

6 結論

1）北京市全封閉施工棚的使用有效地改善了作業環境，能夠提升揚塵控制綠色施工水平，改善傳統明挖施工作業的管理水平，在實際應用過程中取得了良好的效益。

2）北京市全封閉施工棚存在在工程造價較高，不能重復利用，未明確設計標準等問題。

3）建議后續項目對全封閉施工棚的裝配式、可重復利用、施工管理等方面進行深入研究，推廣其其使用范圍。